양자내성암호 기술의 중요성과 LG유플러스의 혁신: 미래 보안의 새로운 기준

1. 요약

• 양자내성암호 기술, 혹은 Post-Quantum Cryptography(PQC)는 데이터 보안을 재정립할 수 있는 혁신적인 암호화 수단으로, 고성능 양자컴퓨터의 공격으로부터 정보를 안전하게 보호하는 데 중점을 둡니다. 기존의 암호화 알고리즘들은 양자 컴퓨터의 고속 계산 능력에 취약하며, 이는 심각한 보안 위협을 초래할 수 있습니다. 따라서 PQC는 수학적 복잡성을 기반으로 하여, 양자컴퓨터조차도 쉽게 해독할 수 없는 강력한 보안을 제공합니다. 이와 같은 특성 덕분에 양자내성암호는 현대 디지털 보안의 필수 요소로 자리매김하고 있습니다.

• LG유플러스는 서울대학교 및 다양한 기술 파트너와의 협력을 통해 양자내성암호 기술의 실용화를 도모하고 있습니다. 특히 의학 또는 엔터테인먼트 사업 부문에서 데이터 보호를 위한 다양한 프로젝트를 진행하고 있으며, 이를 통해 IoT 및 빅데이터 서비스의 산업적 적용 가능성을 확대하고 있습니다. 이러한 혁신적인 노력은 단순한 기술 개발에 그치지 않고, 실제 사용자들에게 안심하고 서비스를 제공할 수 있는 환경을 구축하는 데 중요합니다.

• 본 보고서는 양자내성암호 기술의 중요성을 부각시키며, LG유플러스의 모범적인 사례를 통해 향후 보안 기술이 나아가야 할 방향을 제시합니다. 양자내성암호는 정보통신업계의 변화하는 요구에 맞추어 보다 강력하고 신뢰성 높은 보안 환경을 구현할 것으로 기대됩니다.

2. 양자내성암호 기술의 중요성

• 2-1. 양자내성암호 정의

• 양자내성암호(Post-Quantum Cryptography, PQC)는 고성능 양자컴퓨터의 공격으로부터 데이터를 보호하기 위한 차세대 암호화 기술입니다. 기존의 암호화 알고리즘들은 대부분 고전적인 컴퓨터의 성능에 기반하여 설계되어 있어, 양자컴퓨터의 탄생이 후 이들 암호를 쉽게 풀 수 있는 가능성이 제기되고 있습니다. 양자내성암호는 양자컴퓨터의 연산능력으로도 해결할 수 없는 수학적 난제를 사용하여 암호화함으로써, 데이터의 기밀성과 무결성을 보장합니다. 이러한 특성 덕분에 양자내성암호는 미래의 보안 문제를 해결할 수 있는 중요한 기술로 각광받고 있습니다.

• 실제로, 미국 국립표준기술연구소(NIST)에서는 양자내성암호 기술의 표준화를 위한 연구를 주도하고 있으며, 시스코, 마이크로소프트, 구글, 아마존, IBM과 같은 글로벌 기업들이 참여하고 있습니다. 이들은 다양한 양자내성암호 알고리즘을 개발하고 이를 표준으로 제정하기 위해 협력하고 있습니다. 양자내성암호는 별도의 네트워크 인프라 구축 없이도 유연하게 다양한 네트워크 환경에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있습니다.

• 또한, 현재 양자내성암호 기술은 IoT(사물인터넷), 빅데이터 등과 같은 여러 분야에서의 보안성 강화를 위한 핵심으로 자리매김하고 있습니다. LG유플러스와 서울대학교가 함께 추진하는 연구 프로젝트에서도 이러한 양자내성암호의 적용 가능성을 제고하고 있으며, 이를 통해 통신망 및 다양한 데이터 보안 시스템의 강화를 꾀하고 있습니다.

• 2-2. 고성능 양자컴퓨터의 위협 및 필요성

• 고성능 양자컴퓨터의 출현은 보안 분야에 매우 중대한 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 양자컴퓨터는 기존 전통적인 컴퓨터보다 수십 배, 수백 배 더 빠른 연산능력을 가지고 있기 때문에, 기존의 암호화 기술을 빠르게 무력화할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이러한 상황에서는 데이터 보안의 강화를 위한 효과적인 기술적 대응 방안이 필수적입니다.

• 특히, 양자컴퓨터는 RSA, DSA, ECDSA와 같은 대칭키 암호화 방식의 토대를 흔들 수 있습니다. 이는 데이터 통신의 보안을 위협하는 중대한 요소로 작용함에 따라, 이에 대한 대응책으로 양자내성암호 기술의 필요성이 더욱 강조되고 있습니다. LG유플러스는 이러한 위협을 사전에 인지하고, 양자내성암호 기술을 기반으로 사실상 불가능하다고 여겨지는 수준의 보안을 실현하기 위한 연구 및 개발에 주력하고 있습니다.

• 이러한 필요성에 따라 양자내성암호는 모든 인터넷 서비스와 데이터 전송이 증가하는 현재의 디지털 환경에서 필수 기술로 자리잡고 있습니다. 특히 의료와 금융 등 데이터 보안이 요구되는 분야에서는 양자내성암호의 채택이 긴급한 것으로 보입니다. LG유플러스는 이러한 시장의 변화를 반영하여 양자내성암호 기반의 보안 환경 구축을 위해 다양한 노력과 투자를 하고 있습니다.

3. LG유플러스의 기술 발전 사례

• 3-1. 양자내성암호 기술의 산업적 적용 사례

• LG유플러스는 양자내성암호 기술을 활용하여 다양한 산업 분야에서의 보안 강화를 추구하고 있습니다. 이 기술은 고성능 양자컴퓨터의 공격으로부터 데이터를 보호할 수 있도록 설계된 차세대 암호화 방법으로, 복잡한 수학 알고리즘에 기반하여 더 이상 현대 컴퓨터로는 해독할 수 없는 보안성을 제공합니다. 특히, LG유플러스는 서울대학교 산업수학센터 및 크립토랩과 협력하여 이 기술을 의료 및 IoT, 빅데이터 등의 산업 분야에 적용하고 있으며, 이로 인해 상승된 데이터의 안전성은 물론이고, 차세대 전송 인프라의 신뢰성을 확보하는 데 중점을 두고 있습니다.

• 특히 이를 통해 을지대병원과 LG이노텍 간의 207km 전용회선에 양자내성암호 기술을 적용하여, 안전한 의료 데이터 전송을 실현하였습니다. 의료정보시스템에 대한 보다 강력한 보안 요구를 충족시키기 위해 다중 인증 체계를 구축하고, USB 형태의 Q-PUF USB 보안 토큰을 통해 의료 정보에 대한 접근 시 보안을 강화하였습니다. 이는 의사들이 환자 정보를 보다 안전하게 관리할 수 있도록 해 주었습니다.

• 3-2. 유무선 양자내성암호 협약 및 성과

• LG유플러스는 서울대와의 양자내성암호 분야 업무협약을 통해 이 기술을 유선 및 무선 네트워크 보안에 효과적으로 적용하고 있습니다. 이번 협약의 일환으로, 세 기관은 양자내성암호 알고리즘 연구 및 소프트웨어 개발에 협력하고 있으며, 이는 향후 5G 네트워크의 신뢰성을 높이는 데 기여할 것입니다.

• LG유플러스 관계자는 '양자내성암호 기술을 통해 양자컴퓨터가 우세한 미래에도 고객들이 안심하고 사용할 수 있는 통신 서비스를 제공할 것'이라고 밝혔습니다. 이와 함께, LG유플러스는 파트너사와 공동 개발한 차세대 보안 솔루션을 통해 의료 및 정보통신 분야에서의 실증 사례를 지속적으로 늘려가고 있으며, 이러한 노력이 데이터 보안 강화 및 보안 시스템 인프라 발전에 중요한 기여를 하고 있습니다.

4. 디지털뉴딜 사업과 보안토큰의 활용

• 4-1. Q-PUF USB 보안토큰 개발 과정

• LG유플러스는 양자내성암호 기술을 적용한 Q-PUF USB 보안토큰을 개발하였습니다. 이 보안토큰은 양자컴퓨터의 위협에 대응하기 위해 설계된 것으로, 복잡한 수학 알고리즘을 사용하여 데이터를 보호하는 기능을 제공합니다. 기존의 RSA 암호화 방식은 고성능 양자컴퓨터에 의해 쉽게 풀릴 수 있어, 비즈니스 및 개인 정보 보호를 위해 양자내성암호와 같은 새로운 보안 기술의 필요성이 더욱 커지고 있습니다.

• Q-PUF USB는 신뢰성과 보안성을 극대화하기 위해 ICTK 홀딩스의 하드웨어 보안기술인 물리적 복제 방지기능(PUF, Physically Unclonable Function)과 양자난수발생기(QRNG, Quantum Random Number Generator) 기술이 결합되어 있습니다. 이를 통해 생성된 암호키는 독립된 하드웨어 내에서 안전하게 보관되며, 외부 공격에 대한 높은 저항력을 제공합니다.

• LG유플러스는 이 보안토큰을 디지털뉴딜 사업에 적극적으로 적용하였으며, 산업현장과 의료현장에서의 데이터 보호와 보안 통신을 강화하는 데 기여하고 있습니다. 예를 들어, LG이노텍 공장과 을지대병원에 양자내성암호화 모듈을 장착한 전용 회선에서 Q-PUF USB 보안토큰을 활용하여 데이터 전송의 안전성을 확보했습니다.

• 4-2. 양자내성암호를 통한 데이터 보호

• 양자내성암호는 양자컴퓨터가 문제를 해결하는 방식을 고려하여 고안된 보안 기술로, 데이터를 암호화하고 무결성을 검증하는 데 매우 강력한 효과를 발휘합니다. LG유플러스의 Q-PUF USB 보안토큰은 이러한 양자내성암호 기술을 기반으로 하여, 다양한 산업 및 의료 데이터의 보호를 위해 설계되었습니다.

• 이 기술은 암호키 교환, 데이터 암·복호화, 무결성 인증 등 보안 필수 요소에 광범위하게 적용될 수 있으며, 별도의 하드웨어 없이 소프트웨어만으로도 구현할 수 있다는 장점이 있습니다. 이로 인해 모바일 기기부터 IoT 장치에 이르기까지 유연하게 적용될 수 있어, End-to-end 보안 체계를 실현할 수 있습니다.

• 특히, Q-PUF USB의 특성 덕분에 원격으로 제공되는 서비스의 보안성을 높이며, 전자기기 간의 안전한 데이터 통신 및 인증 기능을 강화합니다. 이러한 요소들은 앞으로 디지털뉴딜 사업에서의 양자내성암호 적용 가능성을 더욱 확대하여, 우리의 데이터 보호 및 보안 체계를 한층 더 강화하는 방향으로 나아갈 것입니다.

5. 양자암호통신 인프라 구축과 미래 전망

• 5-1. 양자암호통신 인프라의 필요성과 중요성

• 양자암호통신 인프라는 현대 디지털 통신 환경에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 양자암호통신 기술은 양자역학의 원리를 기반으로 하여 암호 키 교환 과정을 혁신적으로 안전하게 만드는 기술입니다. 이는 고성능 양자컴퓨터의 출현으로 기존의 암호 기술이 위협받고 있는 상황에서 더욱 그 필요성이 강조됩니다. 예를 들어, 양자내성암호 기술을 활용하여 구현된 양자암호통신 인프라는 데이터 전송 과정에서 해킹이나 도청의 가능성을 극도로 낮추어, 안전한 통신을 보장합니다. 이러한 인프라는 국가의 정보 보안뿐만 아니라 개인 정보 보호 측면에서도 필수적입니다.

• 특히, LG유플러스는 이러한 양자암호통신 인프라 구축사업에 적극적으로 참여하고 있습니다. 협력사들의 기술력을 활용하여 구축된 양자암호통신 시스템은 기존 통신망에 쉽게 통합될 수 있어, 향후 다양한 서비스에 큰 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 기존의 전송망에 추가적 선로 구축 없이도 양자보안 시스템을 적용할 수 있는 점에서 유연성과 확장성이 뛰어난 이점이 있습니다.

• 5-2. 공연·엔터테인먼트 분야에서의 응용 가능성

• 양자암호통신 인프라는 공연 및 엔터테인먼트 분야에서도 크게 활용될 전망입니다. 예를 들어, 공연 티켓 예매 과정에서 양자내성암호를 적용한 전용회선은 고객의 개인정보를 안전하게 보호하는 동시에, 티켓 구매 시 해킹이나 사기 거래를 방지할 수 있는 강력한 보안성을 제공합니다. 최택진 LG유플러스 기업부문장은 이러한 양자보안 기술을 통해 공연산업에서 고객 인증 및 예매 과정을 더욱 안전하게 할 수 있음을 강조했습니다.

• 또한, 엔터테인먼트 분야에서는 개인의 데이터베이스 관리와 관련된 서비스에서도 양자암호가 핵심적인 역할을 할 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 고객의 공연 예약 정보와 관련된 데이터가 양자암호통신 인프라를 통해 보호되면, 고객은 보다 안심하고 서비스에 접근할 수 있습니다. 이와 같은 양자보안 시스템의 도입은 향후 다양한 산업군에서 필요한 디지털 보안 체계를 갖추는 데 크게 기여할 것입니다.

결론

• 양자내성암호 기술은 디지털 시대에 보안 문제를 해결하기 위한 필수적인 혁신 기술로, 오늘날의 정보 보호 수단을 한 단계 발전시키는 데 기여하고 있습니다. LG유플러스의 구체적인 산업적 응용 사례들은 이 기술의 실질적인 효과와 필요성을 여실히 드러내며, 의료 및 IoT 분야 등에서의 보안 강화는 더욱 기대되는 결과로 이어질 것입니다.

• 향후 양자내성암호 기술은 계속해서 발전하며 대한민국의 디지털 보안 체계를 더욱 견고하게 만들 것으로 예상됩니다. 이를 통해 다양한 산업에서의 데이터 보호 및 안전한 정보 통신 환경이 구축될 수 있을 것입니다. 글로벌 보안 시장에서도 LG유플러스는 이러한 기술적 진보를 바탕으로 경쟁력을 지속적으로 높일 것으로 전망되며, 이는 기업 차원 뿐만 아니라 국가적 차원에서도 큰 의미를 지닐 것입니다.

• 따라서 양자내성암호 기술은 데이터 보호의 새로운 기준을 제시하며, 미래의 디지털 환경에서 보안 기술의 중추적인 역할을 할 것입니다. 이러한 중대한 전환점에서 LG유플러스의 지속적인 혁신과 발전이 기대됩니다.

용어집

• 양자내성암호 [기술]: 고성능 양자컴퓨터의 공격으로부터 데이터를 보호하기 위한 차세대 암호화 기술로, 수학적 난제를 이용하여 정보를 안전하게 보호합니다.

• 고성능 양자컴퓨터 [기술]: 기존 전통적인 컴퓨터보다 수십 배 더 빠른 연산 능력을 가지고 있어 기존 암호화 기술을 쉽게 무력화할 수 있는 컴퓨터입니다.

• IoT [기술]: 사물인터넷(Internet of Things)의 약자로, 인터넷에 연결된 다양한 기기 및 객체들이 서로 소통하고 데이터를 교환하는 기술입니다.

• PQC [약어]: 양자내성암호(Post-Quantum Cryptography)의 약어로, 양자컴퓨터에 대응할 수 있는 암호화 기법을 뜻합니다.

• Q-PUF USB [제품]: 양자내성암호 기술을 적용한 USB 보안토큰으로, 데이터 보호 기능을 제공하며, 물리적 복제를 방지하는 기술이 결합되어 있습니다.

• 양자암호통신 [기술]: 양자역학의 원리를 기반으로 하는 암호 키 교환 기술로, 데이터 전송 과정에서 해킹이나 도청의 가능성을 낮추는 안전한 통신 방법입니다.

• 무결성 인증 [기술]: 정보의 무결성을 보장하기 위해 데이터가 변조되지 않았음을 검증하는 과정입니다.

• 물리적 복제 방지기능 (PUF) [기술]: 하드웨어의 고유한 특성을 활용하여 물리적으로 복제가 불가능하도록 하는 기술입니다.

• 양자난수발생기 (QRNG) [기술]: 양자역학의 원리를 이용하여 진정한 무작위 숫자를 생성하는 장치로, 보안 키 생성에 사용됩니다.

출처 문서

• LG유플러스-서울대-크립토랩, 양자내성암호 기술 개발 업무협약 체결https://www.autodaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=414534
• LG유플러스, 양자컴퓨터도 못 뚫는 보안기술 첫 개발https://www.donga.com/news/Economy/article/all/20210223/105580663/1
• LG유플러스, 양자내성암호 담은 USB 타입 보안토큰 개발·적용https://www.autodaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=425156
• LG유플러스, 양자암호통신 인프라 구축…공연·엔터테인먼트에 양자보안 확대https://www.enewstoday.co.kr/news/articleView.html?idxno=1484971